張沛東,我校海洋漁業專業1996級校友。教授,博士生導師。1996年9月至2000年6月,就讀于大連水産學院(現大連海洋大學)海洋漁業專業學習,獲得學士學位;2000年9月至2003年6月,就讀于大連水産學院(現大連海洋大學)捕撈學專業學習,獲得碩士學位;2003年9月至2006年6月就讀于中國海洋大學捕撈學專業學習,獲得博士學位;2006年7月至今,在中國海洋大學工作,現任漁業系副主任;2012年1月至2012年7月,日本北海道大學訪問學者。現任世界自然保護聯盟(IUCN)物種存續委員會(SSC)海草物種專家組成員、全國水産标準化技術委員會漁業資源分技術委員會委員、中國野生植物保護協會理事、中國野生植物保護協會農業分會常務理事、農業農村部海洋牧場建設專家咨詢委員會委員。
為近岸生态修複提供新思路
張沛東長期緻力于近岸海域生态壓力緩解理論和修複技術研究,并與美國新罕布什爾大學、威廉瑪麗學院、日本北海道大學、韓國釜山國立大學等國外高校的知名學者建立了良好的合作研究關系。十餘年來,聚焦我國溫帶海草床退化生境生态保護修複技術和修複生态工程,開展了大量基于自然恢複和工程修複相結合的典型漁業水域生境修複技術研究,突破了海草床修複效率低的技術瓶頸,研制了高效的海草機械輔助增殖裝置和設備,形成了完整的海草床生态修複技術鍊條。
海草床與紅樹林、珊瑚礁并稱為三大典型近海海洋生态系統,是國際公認的最有效的碳封存生态系統之一。海草床具有極重要的生态服務功能,不僅能為衆多的海洋生物提供栖息、覓食、産卵和育幼等場所,也是重要的藍色碳彙。鳗草,也叫大葉藻,是溫帶海域海草床的主要海草種類之一。我國是海草床退化最為嚴重的國家之一,其中青島、威海和煙台近岸海域超過80%的海草床已完全消失。因此修複保護海草床對推進國家生态文明文明、提升近岸生态系統質量和服務功能、維護區域生态安全具有意義重大。
2006年,張沛東從中國海洋大學捕撈學專業博士畢業并留校任教,把海草床修複确定為研究方向。彼時,美國等國家對海草床的生态功能和修複保護都進行了大量的研究,而國内對相關研究卻非常少,“二十世紀80年代以後,國内幾乎停止了對海草的研究,資料更是非常有限。”
同時,張沛東還面臨着缺人、缺錢的窘境,“最開始隻有一個學生跟着我研究海草。”這對張沛東來說無疑是巨大的挑戰。鳗草開花、受精、産生種子都是什麼季節?增殖繁育時需要什麼樣的環境條件?張沛東帶着學生開始了最基礎的研究,海邊成了他們最常去的“實驗室”。
2008年,張沛東團隊申報的“典型海域大葉藻受損生物群落修複的研究”項目獲得了國家自然科學基金支持,選定了榮成天鵝湖作為研究海域。這次項目資助,對團隊來說無疑是雪中送炭。自此,榮成天鵝湖就像是他的“第二個辦公室”,張沛東在那裡對鳗草進行了大量基礎性調查研究。2010年項目結題時,團隊基本摸清了關于“大葉藻”的生長過程,理清了其生活史,明确了榮成天鵝湖“大葉藻”草場生态環境及退化機理等。
15年的堅守與付出,張沛東團隊在海草床修複領域也取得一系列的成果,系統評價了山東半島典型海草床的關鍵生态過程、建立了鳗草高效促萌技術與途徑、鳗草苗種人工擴繁與培育技術……以此為基礎,張沛東制定了海草床恢複生态工程技術方案,為修複近岸生态提供了新的思路與途徑。
每年一半時間漂在海上
2017年,海草床技術工程化應用迎來了契機,原山東省海洋與漁業廳提出在全國率先進行海草床修複,利用鳗草修複技術,對威海天鵝湖、逍遙湖等水域進行海草增殖。這讓張沛東的研究真正從實驗室走向了大規模實際應用。據了解,他們的技術應用不僅僅在威海,還一路拓展到了煙台、唐山等海域,修複養護的海草床面積已超過2萬畝。
“‘海底草原’越來越廣袤,你的頭發卻越來越少。”這是同事經常跟張沛東開的玩笑。海草床修複工作需要耗費大量的精力,非常艱苦。
海草增殖、繁育受潮汐影響很大,每天低潮的時間窗口隻有兩三個小時,張沛東團隊往往要在極短的時間内完成一系列的工作。為此,團隊多名師生專門學習了潛水,以提高工作時長。冬天氣溫低,研究工作仍要進行,手放到冰冷的海水裡幾秒鐘就凍得沒有了知覺。“最早的時候,我們用罐頭瓶子裝點熱水,用布包着,冷了就用它暖暖手;曾經還有學生下水前喝點酒抗寒,現在基本上下水前都會貼幾片暖寶寶。”張沛東說。
去年10月,張沛東團隊成員去唐山曹妃甸工作了5天4夜。每天晚上9點左右坐船出發,1個小時左右在低潮時達到目的地海域,進行采樣、移植等一系列工作,漲潮時返回到岸邊要立即進行樣品分析,直到淩晨五六點才能休息。休息不了多長時間,就要起床準備晚上出海物資,“一天下來,睡覺的時間就隻有三四個小時。”一年中,他們有約一半的時間要漂在海上。
工程化應用的過程也是技術優化的過程,張沛東團隊也在不斷進行着技術更新。日前,該團隊申報的“海洋碳彙——海草床生态修複系統”項目榮獲第十屆“母親河獎”綠色項目獎。該項目優化了海草床生态系統恢複關鍵技術,突破了海草床修複效率低的技術瓶頸,研制了高效的海草機械輔助增殖裝置和設備,形成了完整的海草床生态修複技術鍊條,不僅有效提升了我國海草床生态修複的技術水平,也促進了我國海草床生态修複工程的規模化開展,推動我國海草床的生态修複進入集約高效的2.0時代。
2017年至今,張沛東主導開展了我國首次海草床規模化修複,支撐了我國多個海草生态修複工程,累積增殖鳗草超過1千萬單位。在河北唐山、山東威海、煙台和東營等海域修複養護海草床超過20000畝,取得了顯著的社會效益和生态效益,《央視新聞》《中國新聞社 東西問》《CHINA DAILY》《山東衛視》《香港文彙報》《青島日報》等十餘家主流媒體相繼報道了團隊在海草床修複保護方面取得的成效,并獲得第十屆“母親河獎”綠色項目獎(全國高校項目僅有8個)和全國青少年零碳科技大展領航項目(全國共15項),為海洋生态文明建設、海洋強國和鄉村振興等國家重大戰略做出了較突出的貢獻,在業内産生了顯著影響。
打造海洋綠色生态牧場
海洋是一個生态系統,海草床修複僅僅是其中一個方面,更重要的是融合發展。張沛東團隊在前期理論研究與工程實踐技術基礎上,已開始探索高效海草床生态修複技術和生态工程措施,尋求海草床生态修複融合發展和固碳增彙模式等新技術和新模式,以此打通海草床生态修複的“最後一公裡”。
張沛東表示,海草床未來可以打造成綠色生态牧場,就像在陸地草原上放牧牛羊一樣,在裡面養殖海參、貝類等海珍品。“我們進行了刺參增養殖實驗,實驗數據顯示在海草床内增養殖的海參生長速率明顯提升,而且其營養價值也高于其他生境增養殖的海參。”
“海草床由于具有極高的初級生産力、高效的懸浮物捕獲能力、穩定的沉積環境和較低的凋落物分解率等固碳優勢,是全球最高效的碳捕獲和碳封存生态系統之一,其固碳能力遠超陸地上的森林。”張沛東介紹,他們團隊還在唐山、威海、長島等地對海草床固碳能力進行研究,以更好服務于國家“雙碳”目标。同時,他還将進行海草床高值利用研究,開發海草系列産品。
在其從業的十幾年間,他主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金等課題20餘項,發表研究論文50餘篇,獲得專利10餘項;作為骨幹成員,獲得第五屆中國水産學會範蠡科學技術獎科技進步特等獎、山東省科學技術獎一等獎等獎勵5項;主持制定水産行業标準1項,水産團體标準 1 項,參與制定國标、行标、團标等标準近10項;研究團隊獲批農業農村部海洋牧場建設專家咨詢委員會第一批科技團隊全國工作站。
張沛東期待着,未來海草床可以得到更大範圍的修複保護,真正把海草床變成“金山銀山”。